Hydraulic Design

Grunnleggende hydrauliske beregningsmetoder for praktisk dimensjonering av bærekraftige vassdragskonstruksjoner. For å forstå dette er bakgrunnskunnskap om fluiddynamikk nødvendig, og den vil bli delvis repetert. Denne kunnskapen anvendes på ulike byggverk, elvebygging og håndtering av naturfarer, inkludert strømning og sedimenttransport. Eksempler på byggverk som behandles, er weire, energidempende strukturer, inntak, tunneler, kulverter, trykktanker og sandfang. Et stort fokus ligger på vannkraftverk, inkludert småskala vannkraft, som også omfatter turbiner og økologiske bypass-systemer (for fisk og sediment). Det legges også vekt på digital kompetanse.

Kurset skal gi kunnskaper og ferdigheter i anvendelse av hydrauliske beregningsmetoder og ligninger med tanke på strømning og bevegelse av vann i elver rundt vassdragskonstruksjoner og vannkraftanlegg.

Kunnskap

• Hva skiller forskjellige typer av strømninger
• Hvordan kraftbalansen står i forbindelse med en vannstandssprang
• Energibalansen. Hva betyr kritisk strømning i spesifikk energi konseptet
• Hvordan strømningsmønsteret forandrer seg under forskjellige påvirkninger
• Hvordan strømning er ned et overløp og gjennom en åpning
• Hvordan elven utvikler forskjellige vannlinjer
• Hvilke turbintyper passer best for hvilken elv.
• Hvilken rørgate passer best for hvilket vannkraftanlegg
• Hvordan håndterer man sedimenter i vannkraftanlegg
• Grunnleggende sedimenttransportteori
• Grunnleggende om fysisk hydraulisk modellering, modelllover, skalaeffekter og laboratoriekrav
• Rammene for bruk av vannressurser i sedimentbelastede elver
• Sedimentdataanalyse for planlegging og prosjektering av vannkraftprosjekter
• Planlegging og utforming av hovedverk for elveløpsvannkraftprosjekter
• Sedimenthåndteringsmetoder, deres anvendelse og begrensninger

Ferdigheter gjennom kurset

• Beregne kapasitet av en elv under normal og høy vannstand.
• Beregne energidreping i en vannstandssprang.
• Beregne kapasitet av overløp og åpninger.
• Beregne vannstandslinjer i forskjellige strømningssituasjoner.
• Velge riktig turbin.
• Dimensjonere rørgater og turbiner under påvirkning av sedimenter.

Generell kompetanse

Studenten kan:

• Se sammenhengen mellom utledning av basisligningene og løsning av praktiske strømningsproblemer rundt et vannkraftanlegg.
• Vite hvilke problemstillinger som kan løses med forenklede metoder, og hvilke som krever mer kompetanse.

Forelesninger og øvinger er på engelsk. Øvinger er støttet på eksempler vist i hydraulisk laboratoriet. Ved skriftlig eksamen vil eksamensoppgaven kun bli gitt på engelsk. Studentene kan svare på oppgaven på engelsk eller norsk.